μC/OS-II在80196KC單片機(jī)上的移植

摘要：主要討論了將μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在8019KC單片機(jī)上進(jìn)行移植的原理和方法，給出了一個(gè)以Tasking C為編譯器、以8019KC為處理器，對(duì)μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行移植的具體實(shí)例。

    關(guān)鍵詞：80196KC； uC/OS-II；Tasking C；移植

Ｉｎｔｅｌ的８０１９６ＫＣ系列單片機(jī)在中國國內(nèi)有很大一批用戶。支持８０１９６ＫＣ的Ｃ編譯器生產(chǎn)廠商主要有Ｔａｓｋｉｎｇ和ＩＡＲ。但國內(nèi)使用Ｔａｓｋｉｎｇ公司Ｃ編譯器的用戶較多。由于μＣ／ＯＳ－Ⅱ系統(tǒng)為源碼公開的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，因此是當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的主要方法。但是，在μＣ／ＯＳ－Ⅱ網(wǎng)站上沒有現(xiàn)成的移植實(shí)例。因此，有必要進(jìn)行一次移植以使操作系統(tǒng)成為μＣ／ＯＳ－Ⅱ，這種移植采用的處理器為８０１９６ＫＣ，而其編譯器為Ｔａｓｋｉｎｇ ｃ １９６。

１　μＣ／ＯＳ－Ⅱ的工作原理

μＣ／ＯＳ－Ⅱ是一個(gè)源碼公開的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，其工作流程如圖１所示。圖中，任務(wù)切換的核心是利用出棧指令將各個(gè)任務(wù)的工作現(xiàn)場再現(xiàn)，并利用子程序返回指令改變ＰＣ指針以完成任務(wù)的切換。移植的關(guān)鍵是如何構(gòu)造任務(wù)堆棧及任務(wù)切換時(shí)的出棧順序。任務(wù)區(qū)堆棧初始化主要是模擬任務(wù)被中斷后的堆棧內(nèi)容。

２　８０１９６ＫＣ的工作狀態(tài)

８０１９６ＫＣ是Ｉｎｔｅｌ公司的１６位單片機(jī)，和程序運(yùn)行密切相關(guān)的寄存器有指令計(jì)數(shù)器ＰＣ、堆棧指針ｓｐ、程序狀態(tài)寄存器ＰＳＷ、中斷屏蔽寄存器ＩＮＴＭＡＳＫ和ＩＮＴＭＡＳＫ１以及窗口寄存器ＷＳＲ（以下將程序狀態(tài)寄存器ＰＳＷ、中斷屏蔽寄存器ＩＮＴＭＡＳＫ和ＩＮＴＭＡＳＫ１、窗口寄存器ＷＳＲ統(tǒng)稱為程序狀態(tài)字）。它們可在執(zhí)行子程序調(diào)用ｃａｌｌ指令時(shí)自動(dòng)將ｐｃ進(jìn)棧，并在子程序返回調(diào)用ＲＥＴ指令時(shí)自動(dòng)將ｐｃ出棧。由于８０１９６ＫＣ有１６位的尋址能力，故這一動(dòng)作有２個(gè)字節(jié)進(jìn)（出）棧，其中ｐｕｓｈ ａ指令將程序狀態(tài)字進(jìn)棧，ｐｏｐ ａ指令將程序狀態(tài)字出棧。這一動(dòng)作共有４個(gè)字節(jié)進(jìn)（出）棧。另外ｐｕｓｈ ａ動(dòng)作會(huì)將ＰＳＷ中的中斷允許位清零，故通常用ｐｕｓｈ ａ關(guān)閉中斷，而用ｐｏｐ ａ恢復(fù)中斷允許。由于８０１９６ＫＣ的時(shí)鐘節(jié)拍是特定的周期性中斷，當(dāng)每個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍到來時(shí)，系統(tǒng)將對(duì)任務(wù)延時(shí)做一次裁決。因此，在這個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍可采用８０１９６ＫＣ中的軟件定時(shí)器中斷。

３�。裕幔螅耄椋睿� ｃ編譯器的工作細(xì)節(jié)

帶參數(shù)的函數(shù)調(diào)用編譯后的主要操作是先將參數(shù)進(jìn)棧，然后執(zhí)行ｃａｌｌ指令。在函數(shù)入口處將堆棧中的參數(shù)倒入寄存器ｔｍｐ０、ｔｍｐ２、ｔｍｐ４和ｔｍｐ６以進(jìn)行操作（以下稱臨時(shí)寄存器）的原因主要是，堆棧一般位于ＲＡＭ區(qū)，而對(duì)ＲＡＭ區(qū)操作不如對(duì)寄存器操作快。如果該函數(shù)有局部變量，局部變量也是分配在堆棧中。Ｔａｓｋｉｎｇ ｃ編譯器一般用一寄存器ｆｒａｍｅ０１（以下稱框架寄存器）對(duì)局部變量進(jìn)行訪問，在函數(shù)返回時(shí)執(zhí)行ｒｅｔ操作，并對(duì)ＳＰ指針進(jìn)行調(diào)整，以跳過函數(shù)參數(shù)在堆棧中的位置。中斷調(diào)用和函數(shù)調(diào)用類似，中斷本身雖沒有參數(shù)，但進(jìn)中斷后要對(duì)臨時(shí)寄存器進(jìn)行保護(hù)。因此，應(yīng)在進(jìn)中斷后執(zhí)行ｐｕｓｈ ａ操作，并在中斷返回時(shí)使臨時(shí)寄存器出棧（注意出棧順序），然后再次執(zhí)行ｐｏｐ ａ和ｒｅｔ操作。圖２所示為堆棧區(qū)的一般結(jié)構(gòu)。

４　移植的細(xì)節(jié)

在ＯＳＴａｓｋＳｔｋＩｎｉｔ（）中，任務(wù)堆棧區(qū)的構(gòu)造特點(diǎn)是８０１９６ＫＣ的堆棧區(qū)由高向低增長，最高處是任務(wù)的入口參數(shù)，接著是ＰＣ指針和程序狀態(tài)字。如前所述，任務(wù)切換時(shí)要對(duì)臨時(shí)寄存器和框架寄存器進(jìn)行保護(hù)。明確了任務(wù)堆棧的構(gòu)造后，編寫任務(wù)啟動(dòng)函數(shù)（指ＯＳＳｔａａｒｔ函數(shù)）和任務(wù)切換函數(shù)（指ＯＳ＿ＴＡＡＳＫ＿ＳＷ和ＯＳＩｎｔＣｔ

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